[发明专利]基于乘法累积积分与选星辅助的北斗RDSS微弱信号捕获方法

说明书

本发明公开了一种基于乘法累积积分与选星辅助的北斗RDSS微弱信号捕获方法。该方法基于北斗RDSS信号数据码跳变频繁的特点，利用将相关器输出信号的信噪比特性，通过乘法累积进行信噪比提升，乘法过程克服了数据码跳变的影响，而且不同时刻的噪声相乘不会引入类似于非相干积分算法的平方损耗问题，进而能够提升北斗RDSS微弱信号的捕获能力。此外，与传统非相干积分算法相比，本发明基于乘法累计的捕获方法，其检测量的获取不需要对每个相干积分结果进行取模或平方运算，因此还具有计算量小等优点。

技术领域

本发明涉及一种基于乘法累积积分与选星辅助的北斗RDSS微弱信号捕获方法。

背景技术

北斗地球同步轨道卫星搭载有卫星无线电导航业务(Radio NavigationSatellite System,RNSS)与卫星无线电测定业务(Radio Determination SatelliteService,RDSS)载荷，RDSS提供的位置报告与短报文通信服务是北斗系统区别于GPS、伽利略、GLONASS等国外卫星导航系统的两大特色功能，极大的拓展丰富了北斗系统的应用领域及模式场景。

与各卫星导航系统的RNSS信号类似，北斗RDSS信号到达地面的功率也十分微弱。正常环境下，典型北斗RDSS接收机的最小工作电平约为-158dBW，常温下接收机的热噪声功率约为-135dBW，比卫星信号功率高出约23dB。当接收机运动到北斗RDSS波束覆盖区域的边缘或者处于衰减环境中时，则卫星信号会进一步减弱，导致接收机无法捕获卫星进而无法建立通信。目前国内外对于RNSS弱信号的捕获方法已有比较广泛的研究，接收机常采用相干积分、非相干积分、差分相干积分等基于累加积分的方法来提升接收过程中的信噪比。

虽然北斗RDSS信号采用了与RNSS信号一致的扩频调制方式，但其数据码具有频繁跳变的特性，导致传统的相干积分、差分相干积分方法无法使用。非相干积分方法对数据码跳变不敏感，可用于RDSS弱信号的捕获。但非相干积分方法在积分过程中会引入平方损耗，该损耗随着信噪比的降低而增大，限制了非相干积分方法在捕获微弱信号时的性能。

卫星信号捕获是对卫星星号、码相位、载波频率的三维搜索过程，串行算法在三维搜索时将耗费大量时间，影响捕获速度与实时性。基于数字信号处理的快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)与快速傅里叶反变换(Inverse Fast FourierTransform,IFFT)技术为实现单维域的卫星参数并行搜索提供了可行性，为实现卫星信号快速捕获奠定了基础。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于乘法累积积分与选星辅助的北斗RDSS微弱信号捕获方法，以提升北斗RDSS微弱信号的捕获能力。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

基于乘法累积积分与选星辅助的北斗RDSS微弱信号捕获方法，包括如下步骤：

s1.选择一颗能够进行北斗RDSS通信的地球同步轨道卫星作为通信卫星；

s2.接收机复制步骤s1中所选通信卫星1个周期内的本地复制扩频码；

s3.以RDSS信号中心频率为中心，以50Hz频率为步长，本地载波的载频f_LO在-10KHz到10KHz的多普勒频移范围内进行步进；

s4.将接收机的接收信号以扩频码周期为单位划分为N个数据块，将每个数据块分别与步骤s3中的本地载波进行混频，得到N个数字中频数据块；

s5.将步骤s2中本地复制扩频码进行FFT运算并取共轭，得到中间运算结果一；

将步骤s4中N个数字中频数据块分别进行FFT运算并取共轭，得到N个中间运算结果二；